Thị xã Thái Hòa được thành lập theo Nghị định số 164/2007/NĐ-CP ngày 15 tháng 11 năm 2007 của Chính phủ Việt Nam[1] trên cơ sở tách thị trấn Thái Hòa và 7 xã: Nghĩa Quang, Nghĩa Hòa, Nghĩa Tiến, Nghĩa Mỹ, Tây Hiếu, Đông Hiếu, Nghĩa Thuận thuộc huyện Nghĩa Đàn, với diện tích 13.514,36 ha, dân số khoảng 66.000 người. Đồng thời, chuyển thị trấn Thái Hòa thành phường Hòa Hiếu, chia xã Nghĩa Quang thành 2 phường Quang Tiến và Quang Phong, thành lập phường Long Sơn từ một phần diện tích của xã Nghĩa Hòa.

Sau khi thành lập, thị xã Thái Hòa có 4 phường và 6 xã.

Ngày 1 tháng 1 năm 2020, sáp nhập xã Nghĩa Hòa vào phường Long Sơn.[4]

Thị xã Thái Hòa có 4 phường và 5 xã như hiện nay.